1、歡迎訪問Freekaoyan論文站半導體在汽車傳動系統和發動機控制中的應用歡迎訪問Freekaoyan論文站    歡迎訪問Freekaoyan論文站    汽車半導體器件的應用主要集中在汽車動力傳動系統、底盤電子控制系統、車身電子控制系統、信息通信系統4大系統，這4大系統對汽車半導體器件的市場需求額占汽車總體需求的86.4%。而其它控制系統僅占13.6%的市場份額。汽車動力傳動系統、底盤電子控制系統和車身電子控制系統所應用的半導體器件主要有傳感器、微控制器、驅動器件等，信息通信系統所應用的半導體器件主要有通信器件

2、、微控制器、驅動器件等，本文主要討論了半導體在汽車傳動和發動機中的應用。關鍵詞：汽車傳動系統、發動機控制、半導體、傳感器、點火線圈前言目前，隨著電子技術的發展和消費者對車輛安全、舒適度等方面要求的不斷提高，用于汽車發動機和傳動系統的電子系統幾乎要占到整車的35%，據Selantek報道，1998年汽車半導體銷售達到了94億美元，其中，用于傳動系統的占到44%，到了2003年，該市場達到了144億美元，其中用于傳動的占到40%。 發動機控制中的電源汽車發動機電源必須性能可靠、便于維護，并且比其他半導體設備更能承受大功率暫態沖擊和非同尋常的溫度考驗，靈活的接口及其綜合設備在實現這一功能時

3、也起著重要的作用 。IGBT點火線圈驅動IGBT（Insulated-gate bipolar transistors）是在19年前由Frank Wheatly在前RCA發明的，結合了雙極型和分離柵極晶體管的優點，并在特定的電壓/開關速度域中具明顯優勢。目前幾乎所有新點火系統的設計中都使用IGBT。由于ECU和點火模塊的距離可能有幾米遠，所以半導體和點火線圈的保護以及診斷就必須由點火模塊來提供。這就意味著在點火模塊中又增加了電路復雜度。為了簡化電纜以及減少點火模塊接口的數量，多路復用管腳的使用就成了首選。但是，多路復用管腳又需要將更多的電子器件集成到點火

4、開關中。所有的這些特點都需要更多的空間來實現，于是有限的安放空間就成為分散式點火輸出級的主要設計因素之一。用片上芯片技術生產的靈巧型IGBT就可能滿足對空間的嚴格要求。噴射驅動智能電源IC在同一塊芯片上集成了一些功率驅動器和控制電路，因而可以通過單一的接口實現與MCU間的保護和自診斷。更先進的技術可以提供更復雜的產品，通過在同一封裝上實現幾個接口，允許驅動4、 6甚至8缸發動機的所有噴射系統，與此同時，更復雜的診斷和保護電路也被集成起來。該電路在芯片上還提供了16端口的輸出，每一個輸出設備還允許熱關閉。附加的電路具有和主微控制器主機之間串行通訊接口，并且具備開路負載和螺線管。硅傳感器

5、已經應用的微機械壓力傳感器比汽車多路絕對壓力和大氣絕對壓力測量10年中的應用還要多得多，這些單元的電磁兼容通常通過模塊內部的屏蔽或者模塊機架來實現。最近具有集成信號處理功能的分壓阻傳感器已經通過了在汽車上應用的資格認證。綜合壓力傳感器的主要特點是在一個獨立且很小的硅片擁有所有的執行算法，這種小的尺寸允許它安裝在汽車電子模塊中，當模塊設計好之后用金屬封裝來改進抗電磁干擾(EMI)的能力。但這樣的成本比較高并且不利于安裝。EMC是塑封綜合壓力傳感器特別是帶有電火線圈驅動程序的安裝在模塊內的傳感器，具有較高的開關頻率所要考慮的。EMC測試需要完整的設計測試方案、詳細的測試方法說明和準確的數據測試技術

6、。相關的測試證明塑封完全適合汽車的應用。存儲器優化現在汽車傳動控制系統包含了10,000至14,000 個標準點，這主要取決于汽車制造商和噴射系統標準對于該系統的要求，如圖4所示，在1988到1998年期間，標準點幾乎增加了一個數量級，即系統越復雜其標準點也就越多。未來系統的解決的答案在于代碼，即運行在這些傳動控制模塊的軟件。現在的查表是在開發階段功率計上的擴展引擎影射創建的，然后在車輛運行時訪問，主要基于由發動機每秒轉速（rpm）、溫度和其他的傳感器測量值確定的工作點。通過編寫代碼的方式也可以夠改善性能，帶有支持庫的先進工具將允許工程師以方程或基于模型算法的形式設計控制理論。經過具

7、有浮點數運算功能的強大的微處理機器編譯，這些方程將允許發動機的性能(即馬力或扭矩)以抽象的形式描述出來。這些抽象語言的輸出相近于高性能微控制器，而方程式則取代了校準點。在一些先進的傳動系統中，編碼的長度在未來幾年中將很輕松的達到兆字節，就這一點而言，傳動系統的微處理器在本質上也是一個存儲芯片（存儲器將仍然主要是硅的領域），不過這些設備中的存儲器可能由嵌入式DRAM替代ROM-RAM。BMW公司Wolfgang Reitzle博士在Convergence會議上提到造成電子系統比較昂貴的原因所在：電子系統故障。因此，在早期的設計中需要更多的計算機模擬仿真，這樣才能減少故障及系統成本。此外

8、半導體供應商也必須采用系統方法來幫助他們的客戶降低成本和縮短系統設計周期，例如Motorola，開發出了一系列的具有自主知識產權的傳動系統方案和多種封裝方法，包括傳統的結構和軟件驅動電路等。在控制系統中，如引擎不點火和爆振算法，甚至燃料等，也將完全由半導體供應商封裝以后提供。封裝封裝對于減小發動機電子部件的尺寸和提高運行時的溫度有著極為重要的作用，對于很多產品（可能會達到170oC）而言，其中一個重要的方法是徹底去除這些器件的塑料封裝（150oC熔化），將裸芯片固定在陶瓷片上。這就要求半導體供應商在提供裸芯片前對晶片做很好的測試。另一個方法之是采用倒裝芯片（flip chip）封裝技術，它是直接通過芯片上呈陣列排布的凸點來實現芯片與封裝襯底（或電路板）的互連。由于芯片是倒扣在封裝襯底上，與常規封裝芯片放置方向相反。綜述未來發動機控制設備可能直接或通過螺栓結合安裝在發動機內，發動機將徹底變成綜合的設備，控制系統通過裝配線控制。因此，這里需要高溫控制模塊，